基于“学习金字塔”的《c语言》混合式教学
2019年第4期总第142期
No.42019
Serial No.142特立学刊
TELI JOURNAL
基于嶂习金字塔"的《C语言》混合式教学
龙慧，赵娜
（长沙师范学院信息科学与工程学院，湖南长沙410100）
摘要：基于线上线下多种模式的混合式教学改变了现代社会人们的学习方式。“学习金字塔”模型表明，教会他人、小组合作等主动学习模式能够提高学生知识吸收率。在《C语言》教学中，教师应秉持“学生教”的学教混合理念，以“学习金字塔”作为理论指导，设计混合式教学模式，依托网络教学平台资源，运用课前自主学习测试、课中教师教、小组合作讨论、工程实践、学生录制网络视频课等多种学习方法，充分调动学生的内驱力，提高学生的知识吸收率和动手能力，帮助学生在学习中建立成就感，进一步推动学生自主学习。
关键词：“学习金字塔”;《C语言》；主动学习；混合式教学
中图分类号：G64文献标识码：A
如何调动学生自主学习的积极性，提高学习效率，加强学生的实践能力成为当前高校程序设计类课程教学急需解决的问题之一。“学习金字塔”模型研究了学习者在学习过程中釆用被动学习和主动学习方法之间的学习效果差异，为课堂改革提供了理论支撑。近年来，“混合式”教学正在兴起，它是在交互式的学习环境中有效地结合不同的教学模式、教学方法和学习风格的教学模式[1]，致力于提高教学效果，提高学生的学习效率。混合式教学逐渐引入课堂教学中，改变了现代社会的学习方式。作为新兴的教学理念，将“学习金字塔”理论引入课堂，借助网络平台资源，将二者结合开拓新的教学模式。
_、混合式教学的内涵和模型
（一）混合式学习的内容
国外学者Garrism认为混合式教学结合了在线和课堂学习活动，并以最佳方式使用资源，以改善学生的学习成果并解决重要的制度问题。切Lalinia等人指出混合式学习指的是教学学习过程，包括面对面的教学和信息通信技术（ICT）支持的教学。混合式学习包括直接教学、间接教学、协作教学、个性化计算机辅助学习等。閃混合式学习将线上提供教学内容、线下课堂互动和现场教学的最佳特征结合起来，从而使学习个性化、推进学生深度思考，并在不同学习体的学生中实现差异化教学。⑷
国内的研究中，何克抗在2004年提出混合式教学是把传统“面对面”课堂教学和在线学习的优势结合起来，既要发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又要充分体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性和创造性。同杜世纯则认为混合式学习是融合了传统课堂学习和
收稿日期：2019—10—25
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基金项目：2019年湖南省教育普通高等学校教学改革研究项目"智能玩具设计与开发人才的跨专业协同培养研究”（编号：1141）;
2018年长沙师范学院度校级教改课题（编号：P2018023）
作者简介：龙慧（1979-），女，苗族，湖南凤凰人，博士，长沙师范学院信息科学与工程学院副教授月-圖924895182@9%8111；
赵娜（1988-），女，辽宁彰武人，长沙师范学院信息科学与工程学院教师。
网络学习各自优点的一种学习方式，⑹包括教学方式、教学设备、课程内容与资源、学习策略与评价方式、同步学习与异步学习的混合。⑺杨文正在计算机教学中构建了以计算思维为导向的混合教学模式，凝炼出以“内容混合、资源混合、环境混合、活动混合、评价混合”的多元混合式教学思路。⑻
（二）学习理论基础
混合式学习的核心思想是根据学习环境的不同，依据设定的教学目标，选择适合于学习对象的信息传递方式和教学手段，从而最大化提高学生的学习效率。一般而言，高质量的学习环境通常是多种学习理论应用的组合。⑼建构主义和行为主义是目前广泛被接受的两种方式。［⑹
建构主义强调以学生为中心的模式和主动学习。如果学生积极主动参与学习，并且在学习过程中相互协作，将极大提高学习效率。3建构主义学习理论认为学习过程不是老师填鸭式传授，而是学生主动构建知识的过程。知识是动态习得的，是借助一定的情境，通过意义建构而主动获得的。⑹混合式学习则倡导课前学生利用网络平台资源，学生自主学习构建知识体系，两者是一脉相承的。
行为主义学派斯金纳认为“教学就是安排可能发生强化的事件以促进学习”，教师是教学过程的设计者、组织者和训练者，学生对知识的掌握有赖于能否反复练习和得到及时反馈。在混合式教学中，学生课前主动学习结合教师的线下授课，让学生得到及时反馈和训练，促进学习，这是对行为主义理念的应用。
（三）混合式学习框架
Lalima提出的混合式学习框架模型如图1所示，它包括信息通信技术（ICT）支持的教学过程和传统教学过程。⑶其中ICT教学过程借助信息化教学手段，依托网络教学资源，组织开展学生在线学习、学生离线学习、学生小组在线讨论等。传统教学过程包括面对面教室授课、同学间的非正式讨论，以及包括老师在内的正式讨论。实现形式有：面对面授课、针对课程内容的交互、同学小组讨论、小组讨论和交换
意见、访问数字图书馆、虚拟教室、在线评价、网络教学、博客和互动讨论、研讨会、网络看专家视频、视频和音频的在线学习、虚拟趣室等。将以上实现形式中的部分进行混齒展教学可称为混合式教学。（见图1）
图1混合式学习模型图
二、"学习金字塔”理论概述
"学习金字塔（Cone of Learning）n是由美国学者埃德加•戴尔（Edgar Dale）1946年率先提出的。［⑵（见图2）o该研究将学生在学习过程中的状态进行分类，分为主动学习和被动学习两大类。被动学习指的是学生在整个教育活动过程中教师教授时学生被动听课，阅读过程中的文字、声音、图像、视频的输入，这一过程中学生常常容易陷入被动接受的状态。主动学习指的是学生在教学活动中从简单的回答问题、示范论证、做练习、实践到更进一步的教会他人，均要求学生有对外输出，参与输出的程度高，两周后能记住的内容大幅度提高。
图2“学习金字塔”理论
该理论指出学习者采用不同的方法学习，两
周以后还能记住内容的百分率（平均学习保持率），即被动学习与主动学习之间的学习效果差异。该理论表明“听课”模式两周后仅能记住5%，声音图片、示范、小组合作、讨论、做中学则依次提高，而教会他人更是高达90%。学习金字塔理论揭示了教学过程中学生的主动参与、主动输出，在做中学、教会他人可以提高学习效率，可以实现由知识到能力的进一步转化。脚
三、基于《C语言》的混合式教学资源建设
（一）《C语言》课程特点
《C语言》是众多高校理工科类专业在大一时开设的专业基础课或计算机素养课程，其课程目标是帮助学生建立扎实的理论知识体系、锻炼其较强的动手实践能力，从而帮助其构建现代社会编程思维和工程思维。这就需要学生将解题思维用于理论学习，通过实验、项目案例等来培养大一新生的工程思维。而《C语言》课程知识点多、细节繁琐、理论丰富、实践性强等特点以及现有课堂一些局限性，如理论实践总课时少、上机时间不够、上课模式单一等，导致课堂效果不佳。
借助网络学习平台，建立并依托学习资源库，开展混合式教学，将“学习金字塔”模型中主动教与学的模式用于指导《C语言》课程中的学生学习体系和教师导学体系构建，帮助学生进入自主学习状态，提高学习效率，改进课堂效果。
（二）《C语言》课程资源建设时间线
本网络教学资源建设于2017年9月始，首个开通的是“慧声绘设E课堂”，主要由新生团队和教师团队发布与编程语言相关的背景知识和《C语言》相关课程知识等。当学期末，教学团队针对假期后3月份举行的等级考试，教学平台开通小程序每日打卡，打造学习生态，整个假期参与人数135人，打卡次数超过2000多次。2018年9月，本团队建设的《C语言程序设计》慕课在超星平台上线，并在某高校电子信息工程专业大一2个班级中实施，一学期访问次数超过70万次。
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赧信发布预信小程序超星慕课
晋声銓设E课堂每日打卡平台上线
图3网络教学平台建设时间线
（三）《C语言》超星慕课网络资源建设
课程团队在超星平台中建设的《C语言》课程资源库（见图4），包括传统的理论资源库模块、工程实践资源库模块和学生视频等。
理论资源库（第1-10章）根据知识点的递进关系，每一部分设置了知识点微课、单元检测、PPT、对应二级考点测试题，其中共录制微课视频152个。工程实践项目资源库（第11-14章）由教材课后代码库、程序设计大赛试题项目库、C 小游戏项目库、工程项目库和大学生创新课题等项目组成，用于小组合作完成工程项目。基于学生教会他人理念，在平台中设置学生视频版块用于发布学生录制的知识点和难题视频。整个资源架构，给学生通过网络教会他人提供平台通道。
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图4超星慕课平台资源架构
（四）公众平合的资源建设
“慧声绘设E课堂”公众平台由“E课堂”、“E测试”、“微课堂”、“拓展模块”四大板块组成，每部分功能见表1。
表1慧声绘设E课堂公号资源构成板块内容描述
E课堂
用于混合式教学的课前学习，基于项目式教学特点，在平台上推送分步学习任务，让学生通过视频观摩、课前自学、知识梳理和在线测试，把握基本知识点。
E测试
用于混合式教学的课中学习，才艮据课前测试错题，有针对性地进行知识梳理，采用小组合作分组实践方式重点解决课堂知识吸收问题。
微课堂
针对E测试中的习题，录制相应的解析视频，及时发布；同时还发布部分考研真题的解题思路。
E国二
用于计算机二级学习，配合课堂学习进度同步推送二级题库的选择题、改错题、填空题和程序设计题，重点解决国二考试难点问题。
拓展模块
用于解决难点问题和激发学生兴趣。如平台设立的“节日问候板块”，用于春节期间发布学生之间的拜年视频；难点版块用于发布课程中的难题答疑视频；C小项目，展示工程应用采用与发布实际案例等。
（五）网络社资源小程序-每日打卡
课程团队还开通了小程序-每日打卡：“慧声绘设国二C语言考试打卡”以国家计算机等级二级C考试为一个周期，以闯关的形式开展社打卡的模式，每日打卡，进行了良好的师生互动，帮助学生养成坚持的习惯。每日打卡平台应用一年以来，参与用户293人，总打卡次数6534次。
四、"学习金字塔”模型的混合式教学中的应用实践
（-）混合式教学环节设置
教学过程包括课前的学与练、课中学习和课后巩固三个阶段。学生以课堂“自己教"为目标，调动内驱力完成课前的"学与练”，平台“E 课堂'濮块提供了课前学习的任务书、学习视频,“E 测试”提供了课前学习知识点的测试，“微课堂”提供了难点问题视频解析。
1•课前学。学生课前进入“E课堂”板块明确任务，选择材料进行自主学习。学生课前还要进行知识点检测以检查自主学习的效果。
2.课中教与学。课中的教与学过程包括三个方面：学生教的过程，以教促学；做中学，即小组合作完成项目任务；现场向大家展示部分同学的成果。
3.教师教。教师的实体课堂依托导航清晰、操作简便的多媒体课件，该课件彩搭配协调，视觉效果好、案例丰富。
4.课后练。如何解决课堂练习时间不够的问题，除了课堂做中学，还需要进行大量的课后练习。平台的“E测试”模块不仅为学生提供大量考研题库，其测试模块还能为课堂提供高效的随堂测试；“微课堂”则为课堂测试提供视频解析。
（二）教学组织形式
教学组织以“学习金字塔理论”为指导，将多种教与学的模式（见表2）运用到《C语言》混合式教学中，并在多种环节中融入学生教会他人的思想。
1.学生教（教会他人）o课程的基础知识点部分采用小组合作，课堂的前10分钟用于学生上台教。学生梳理基本知识点，并进行知识点的讲解，尝试用1-2个习题为同学们加深知识点的理解。
2.教师教。教师理清学生教过程中不清晰的地方，进一步深入讲解难点知识，布置相应的案例操作。
3.小组讨论。采用多媒体动画、学生讨论的形式，让学生讨论知识难点。
4.工程实践。布置学生学习管理系统、贪吃蛇等项目案例任务，以小组合作完成任务，并要求小组录制视频上传慕课平台，形成全员互动。
5.信息化手段促学。平台的功能多样，充分支持了课堂教学过程中多种形式的需求。如利用平台的小测试、超星慕课的单元测试、讨论功能、问卷调查、作品show、课堂选人等，实现多重角互动的信息化教学。教学过程中，学生最热衷的环节就是利用超星慕课手机端一"学习通”的“摇一摇”选人，学生参与热情度高，被选中的同学基本能及时完成任务。
表2基于公众平台的课堂组织模式
学习状态学习模式知识吸收率学习模式
被动学习老师讲授5%老师授课
自己阅读10%发放阅读资料
声音图像20%老师录制视频图像学生自学
主动学习示范论证30%教师案例展示
讨论学习50%小组讨论、互助学习
练习实践75%学生课堂教授、学生小组合作
教会他人90%讲授、录制视频讲授、学生视频发布网络
（三）教学特
以“学习金字塔理论"为基础，构建网络平台，借助混合式教学模式，打造“学教混合”的教学模式，该模式具有如下四大特（如图5所示）:
图5基于网络平台的翻转教学模式特
特一是多手段融合的平台。该平台由“慧声绘设E课堂”平台、超星慕课、多媒体资源库、小程序每日打卡四大板块构成；特二是超星慕课平台中除了传统的理论资源外，还建立阶梯式工程项目代码库，助力培养学生的工程能力；特三是推行“学教混合式”教学模式，以课堂“学生教”为目标，通过教会他人、做中学、小组合作等多种方法，推行“学教混合式”教学模式，让“学生教”贯穿整个课前、课中、课后过程；特四是以学生为主体的教与学过程中深度融合网络资源，依托网络平台，调动学生内驱力完成课前的学和练，使课后小组合作完成工程项目。学生在自己学习、教授和工程实践过程中提升学习兴趣与学习效率。
五、教学运行实证研究
基于“学习金字塔”模型的混合式教学模式是以“学生教”为中心的“学教混合模式”，以知识输出为目标促进学生的主动学习。下面将以“选择程序设计”教学设计为例来分析这种模式是如何影响学生的学习积极性和学习效果。（见图6）
（-）学习过程分析
课前，学生完成上次课的习题，采用学生分组的方式，每组完成1道上机习题。用电脑录制视频，并将视频发放到班级QQ，供全班同学学习。借助超星慕课平台的手机端“学习通”，选人在下_次课堂中为全班同学演示上机编写代码、调试程序的过程。除了完成上述作业外，每个同学观看当次教学视频，视频中教师首先进行知识点的讲解、案例演示。学生观看完视频需要完成超星慕课平台在线测试习题，便于理解相应的知识点。学生完成任务后，可以进一步进行项目的上机操作和练习。
课中，学生将完成上一节顺序程序设计案例“天天向上的力量”[13]的编程展示。教师对学生编程展示进行点评和总结，从这个案例出发导入新的课程，并请上次课选定的另一名同学展示选择结构和if-else语法知识。老师讲解难点、知识点，引入新的工作日力量案例，启发学生小组合作上机完成。教师对小组上机调试问题进行总

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